Исследовать функцию f(x) = x^2/(2*x+5)

> f3:= x -> x^2 / (2 * x + 5);

f3 := proc (x) options operator, arrow; x^2/(2*x+5)...

> plot(f3(x), x = -5..5,y = -25..25, color = red);

[Maple Plot]

Упростим дробь:

f3 = 1/2*x-5/4+(-25/4)/(2*x+5) . Теперь очевидно, что

 

y = 1/2*x-5/4 - наклонная асимптота.

> D(f3);

proc (x) options operator, arrow; 2*x/(2*x+5)-2*x^2...

> simplify( 2*x/(2 * x + 5) - 2 * x^2 / (2*x + 5)^2);

2*x*(x+5)/((2*x+5)^2)

Следовательно, критической является точка x = 0, -5.

Отметим, что x = -5/2 не будет являться критической точкой, т.к. и функция здесь не определена.

Чтобы выяснить, где f3 '(x) положительна, а где - отрицательна, достаточно исследовать на знак произведение x*(x+5) ,

т.к. множитель (2*x+5)^5 неотрицателен.

> plot(x*(x+5), x = -10..10, color = red);

[Maple Plot]

Значит, f3возрастает на ( - infinity ,-5) и (0, infinity ).

Функция f3 убывает на ( -5, -5/2 ) и ( -5/2 ,0). Напомним, что функция НЕ дифференцируема в точке x = -5/2 .

Следовательно, f3 имеет локальный максимум в точке x = -5 и локальный минимум - в точке x = 0.

Обратимся к выпуклости.

> D(D(f3));

proc (x) options operator, arrow; 2*1/(2*x+5)-8*x/(...

> simplify( 2*1/(2*x+5)-8*x/((2*x+5)^2)+8*x^2/((2*x+5)^3) );

50*1/((2*x+5)^3)

Итак, f3 ''(x) = 50/((2*x+5)^10) .

ВЫВОДЫ: график f3 направлен выпуклостью вниз на ( -5/2 , infinity ), а выпуклостью вверх - на (- infinity , -5/2 ).

Направление выпуклости меняется при переходе через точку х = -5/2 , но т.к. x = -5/2 не принадлежит области определения функции, то точек перегиба нет.

> a3:= plot(f3(x), x = -10..10, y = -25..25,color = red):

> b3:= plot(1/2 * x - 5/4, x = -10..10, color = magenta):

> display({a3,b3});

[Maple Plot]

 

 
 
Hosted by uCoz